具有防碰撞功能的科学考察升降鳍板提升装置及方法

摘要

一种具有防碰撞功能的科学考察升降鳍板提升装置及方法，它包括升降鳍板、提升装置、楔块、缓冲机构和限位杆，通过提升装置的丝杆与升降鳍板的自锁孔配合，与丝杆连接的电机和穿过升降鳍板与其滑动配合的限位杆与船体连接，位于升降鳍板两侧设置缓冲机构，通过在巡航状态时电机驱动升降鳍板升降完成科学探测仪器的更换，维护状态时丝杆与自锁孔形成自锁，船舶航行过程中缓冲机构对升降鳍板侧向冲击力进行缓冲。本发明克服了原科学考察时与船舶连接的升降鳍板受到外力碰撞和冲击时导致科学仪器受损测量不准确的问题，具有结构简单，有效保障科学探测仪器正常工作，避免升降鳍板遭到破坏，操作简单方便的特点。

说明书

技术领域

本发明属于船舶防碰撞技术领域，涉及一种具有防碰撞功能的科学考察升降鳍板提升装置及方法。

背景技术

海洋资源已逐步成为沿海国家关注的焦点，海洋科学技术的发展首先要解决的是对海洋资源进行科学考察与研究。科考察船作为可移动实验室成为海洋现场调研的首选，可搭载陆地实验室中先进的考察设备。与陆地实验室相比，科考察船的工作环境恶劣，为使精密仪器在该环境下得到安装和正常使用，升降鳍板系统应运而生。升降鳍板主要是用于在鳍板底部安装可以进行海底探测等科学实验仪器，升降鳍板的主要状态分为（1）升降鳍板底部仪器在水下进行探测活动的巡航状态；（2）当升降鳍板底部科学探测仪器完成探测后，需要将升降鳍板提升以便于更换鳍板底部科学探测仪器，该过程为提升状态；（3）当升降鳍板的科学仪器不进行任何试验或需要对升降鳍板进行维护时，该状态为维护状态。

由于船舶在海洋中会受到来自海底洋流、水流冲击和波浪冲击等作用，因此将导致升降鳍板在上述三种状态中出现前后倾斜和左右摇摆晃动。其前后倾斜和左右摇摆晃动现象一方面，导致升降鳍板在巡航状态时，鳍板底部安装的精密科学探测仪器无法正常工作；另外一方面，避免升降鳍板遭受侧向外力撞击造成升降鳍板破坏。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有防碰撞功能的科学考察升降鳍板提升装置及方法,结构简单，采用提升装置的丝杆与升降鳍板的自锁孔配合，与丝杆连接的电机和穿过升降鳍板与其滑动配合的限位杆与船体连接，位于升降鳍板两侧设置缓冲机构，巡航状态时电机驱动升降鳍板升降完成科学探测仪器的更换，维护状态时丝杆与自锁孔形成自锁，船舶航行过程中缓冲机构对升降鳍板侧向冲击力进行缓冲，有效保障科学探测仪器正常工作，避免升降鳍板遭到破坏，操作简单方便。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种具有防碰撞功能的科学考察升降鳍板提升装置，它包括升降鳍板、提升装置、楔块、缓冲机构和限位杆；所述提升装置的丝杆与升降鳍板的自锁孔配合，楔块位于升降鳍板两侧与其连接，缓冲机构与楔块弹性连接；所述丝杆的螺纹升角小于自锁孔的当量摩擦角形成自锁螺纹；所述丝杆与升降鳍板的轴向一致；限位杆与丝杆相互平行穿过升降鳍板与其滑动配合。

所述提升装置包括与电机输出端连接的丝杆，与丝杆配合的升降鳍板悬垂于电机的下部。

所述电机为步进电机或伺服电机。

所述楔块为块状体，为弧形结构的一侧与升降鳍板的弧形壁面接触。

所述楔块的数量为两组，每两个为一组分别布设在升降鳍板纵向截面较小的一端和较大的一端。

所述缓冲机构包括与缓冲板连接的多个弹簧，弹簧的另一端与楔块连接。

所述升降鳍板两侧的缓冲板相互平行。

所述缓冲板为橡胶板。

如上所述的具有防碰撞功能的科学考察升降鳍板提升装置的防碰撞方法，它包括如下步骤：

S1，安装，分别将电机和限位杆固定于船体上，升降鳍板垂直朝下；

S2，巡航状态时，电机驱动丝杆带动升降鳍板升降；此时，升降鳍板连接的科学探测仪器随之升降；

S3，维护状态，升降鳍板静止，丝杆与升降鳍板的自锁孔啮合形成自锁；

S4，船舶航行中，船舶携带升降鳍板同步前进，限位杆限制升降鳍板左右晃动，位于升降鳍板两侧的缓冲机构避免外力撞击升降鳍板。

一种具有防碰撞功能的科学考察升降鳍板提升装置，它包括升降鳍板、提升装置、楔块、缓冲机构和限位杆；提升装置的丝杆与升降鳍板的自锁孔配合，楔块位于升降鳍板两侧与其连接，缓冲机构与楔块弹性连接；丝杆的螺纹升角小于自锁孔的当量摩擦角形成自锁螺纹；丝杆与升降鳍板的轴向一致；限位杆与丝杆相互平行穿过升降鳍板与其滑动配合。结构简单，通过提升装置的丝杆与升降鳍板的自锁孔配合，与丝杆连接的电机和穿过升降鳍板与其滑动配合的限位杆与船体连接，位于升降鳍板两侧设置缓冲机构，通过在巡航状态时电机驱动升降鳍板升降完成科学探测仪器的更换，维护状态时丝杆与自锁孔形成自锁，船舶航行过程中缓冲机构对升降鳍板侧向冲击力进行缓冲，有效保障科学探测仪器正常工作，避免升降鳍板遭到破坏，操作简单方便。

在优选的方案中，提升装置包括与电机输出端连接的丝杆，与丝杆配合的升降鳍板悬垂于电机的下部。结构简单，安装时，电机和限位杆与船体连接，使用时，电机驱动丝杆旋转带动升降鳍板升降，在升降鳍板伸出水面后，针对科学研究项目更换不同的科学实验仪器。

在优选的方案中，电机为步进电机或伺服电机。使用时，电机采用步进电机或伺服电机，能够精准控制升降鳍板的升降高度，便于与控制系统连接，通过控制系统控制电机的开闭。

在优选的方案中，楔块为块状体，为弧形结构的一侧与升降鳍板的弧形壁面接触。结构简单，安装时，楔块弧形结构的一侧与弧形结构的升降鳍板外外壁连接，增大了接触面，提高了抗冲击性能。

在优选的方案中，楔块的数量为两组，每两个为一组分别布设在升降鳍板纵向截面较小的一端和较大的一端。结构简单，安装时，位于升降鳍板两侧的两组楔块相互对称，使其受到冲击碰撞时受力均衡，有利于分散冲击和碰撞时的力，达到保护升降鳍板的目的。

在优选的方案中，缓冲机构包括与缓冲板连接的多个弹簧，弹簧的另一端与楔块连接。结构简单，使用时，当缓冲板受到冲击或碰撞时，弹簧对冲击力进行缓冲，多个弹簧缓冲效果好，受力均衡。

在优选的方案中，升降鳍板两侧的缓冲板相互平行。结构简单，使用时，位于升降鳍板两侧的缓冲板相互平行，有利于提高升降鳍板在水中的稳定性。

在优选的方案中，缓冲板为橡胶板。结构简单，使用时，缓冲板的材质采用橡胶板，有利于减轻整体结构重量，进一步提高其稳定性。

在优选的方案中，如上具有防碰撞功能的科学考察升降鳍板提升装置的防碰撞方法，它包括如下步骤：

S1，安装，分别将电机和限位杆固定于船体上，升降鳍板垂直朝下；

S2，巡航状态时，电机驱动丝杆带动升降鳍板升降；此时，升降鳍板连接的科学探测仪器随之升降；

S3，维护状态，升降鳍板静止，丝杆与升降鳍板的自锁孔啮合形成自锁；

S4，船舶航行中，船舶携带升降鳍板同步前进，限位杆限制升降鳍板左右晃动，位于升降鳍板两侧的缓冲机构避免外力撞击升降鳍板。该方法操作简单，有利于提高科学考察过程中，避免升降鳍板受到外力碰撞造成科学仪器受损测量不准确的问题。

一种具有防碰撞功能的科学考察升降鳍板提升装置及方法，它包括升降鳍板、提升装置、楔块、缓冲机构和限位杆，通过提升装置的丝杆与升降鳍板的自锁孔配合，与丝杆连接的电机和穿过升降鳍板与其滑动配合的限位杆与船体连接，位于升降鳍板两侧设置缓冲机构，通过在巡航状态时电机驱动升降鳍板升降完成科学探测仪器的更换，维护状态时丝杆与自锁孔形成自锁，船舶航行过程中缓冲机构对升降鳍板侧向冲击力进行缓冲。本发明克服了原科学考察时与船舶连接的升降鳍板受到外力碰撞和冲击时导致科学仪器受损测量不准确的问题，具有结构简单，有效保障科学探测仪器正常工作，避免升降鳍板遭到破坏，操作简单方便的特点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1的主视示意图。

图3为图2的侧视示意图。

图4为图2的俯视示意图。

图5为图4的A-A处剖视示意图。

图中：升降鳍板1，自锁孔11，提升装置2，电机21，丝杆22，楔块3，缓冲机构4，缓冲板41，弹簧42，限位杆5。

具体实施方式

如图1~图5中，一种具有防碰撞功能的科学考察升降鳍板提升装置，它包括升降鳍板1、提升装置2、楔块3、缓冲机构4和限位杆5；所述提升装置2的丝杆22与升降鳍板1的自锁孔11配合，楔块3位于升降鳍板1两侧与其连接，缓冲机构4与楔块3弹性连接；所述丝杆22的螺纹升角小于自锁孔11的当量摩擦角形成自锁螺纹；所述丝杆22与升降鳍板1的轴向一致；限位杆5与丝杆22相互平行穿过升降鳍板1与其滑动配合。结构简单，通过提升装置2的丝杆22与升降鳍板1的自锁孔11配合，与丝杆22连接的电机21和穿过升降鳍板1与其滑动配合的限位杆5与船体连接，位于升降鳍板1两侧设置缓冲机构4，通过在巡航状态时电机21驱动升降鳍板1升降完成科学探测仪器的更换，维护状态时丝杆22与自锁孔11形成自锁，船舶航行过程中缓冲机构4对升降鳍板1侧向冲击力进行缓冲，有效保障科学探测仪器正常工作，避免升降鳍板遭到破坏，操作简单方便。

优选的方案中，所述提升装置2包括与电机21输出端连接的丝杆22，与丝杆22配合的升降鳍板1悬垂于电机21的下部。结构简单，安装时，电机21和限位杆5与船体连接，使用时，电机21驱动丝杆22旋转带动升降鳍板1升降，在升降鳍板1伸出水面后，针对科学研究项目更换不同的科学实验仪器。

优选地，科学实验仪器安装于升降鳍板1底部。

优选的方案中，所述电机21为步进电机或伺服电机。使用时，电机21采用步进电机或伺服电机，能够精准控制升降鳍板1的升降高度，便于与控制系统连接，通过控制系统控制电机21的开闭。

优选的方案中，所述楔块3为块状体，为弧形结构的一侧与升降鳍板1的弧形壁面接触。结构简单，安装时，楔块3弧形结构的一侧与弧形结构的升降鳍板1外外壁连接，增大了接触面，提高了抗冲击性能。

优选的方案中，所述楔块3的数量为两组，每两个为一组分别布设在升降鳍板1纵向截面较小的一端和较大的一端。结构简单，安装时，位于升降鳍板1两侧的两组楔块3相互对称，使其受到冲击碰撞时受力均衡，有利于分散冲击和碰撞时的力，达到保护升降鳍板1的目的。

优选的方案中，所述缓冲机构4包括与缓冲板41连接的多个弹簧42，弹簧42的另一端与楔块3连接。结构简单，使用时，当缓冲板41受到冲击或碰撞时，弹簧42对冲击力进行缓冲，多个弹簧42缓冲效果好，受力均衡。

优选的方案中，所述升降鳍板1两侧的缓冲板41相互平行。结构简单，使用时，位于升降鳍板1两侧的缓冲板41相互平行，有利于提高升降鳍板1在水中的稳定性。

优选的方案中，所述缓冲板41为橡胶板。结构简单，使用时，缓冲板41的材质采用橡胶板，有利于减轻整体结构重量，进一步提高其稳定性。

优选的方案中，如上所述的具有防碰撞功能的科学考察升降鳍板提升装置的防碰撞方法，它包括如下步骤：

S1，安装，分别将电机21和限位杆5固定于船体上，升降鳍板1垂直朝下；

S2，巡航状态时，电机21驱动丝杆22带动升降鳍板1升降；此时，升降鳍板1连接的科学探测仪器随之升降；

S3，维护状态，升降鳍板1静止，丝杆22与升降鳍板1的自锁孔11啮合形成自锁；

S4，船舶航行中，船舶携带升降鳍板1同步前进，限位杆5限制升降鳍板1左右晃动，位于升降鳍板1两侧的缓冲机构4避免外力撞击升降鳍板1。该方法操作简单，有利于提高科学考察过程中，避免升降鳍板1受到外力碰撞造成科学仪器受损测量不准确的问题。

如上具有防碰撞功能的科学考察升降鳍板提升装置及方法，安装使用时，提升装置2的丝杆22与升降鳍板1的自锁孔11配合，与丝杆22连接的电机21和穿过升降鳍板1与其滑动配合的限位杆5与船体连接，位于升降鳍板1两侧设置缓冲机构4，在巡航状态时电机21驱动升降鳍板1升降完成科学探测仪器的更换，维护状态时丝杆22与自锁孔11形成自锁，船舶航行过程中缓冲机构4对升降鳍板1侧向冲击力进行缓冲，有效保障科学探测仪器正常工作，避免升降鳍板遭到破坏，操作简单方便。

安装时，电机21和限位杆5与船体连接，使用时，电机21驱动丝杆22旋转带动升降鳍板1升降，在升降鳍板1伸出水面后，针对科学研究项目更换不同的科学实验仪器。

使用时，电机21采用步进电机或伺服电机，能够精准控制升降鳍板1的升降高度，便于与控制系统连接，通过控制系统控制电机21的开闭。

安装时，楔块3弧形结构的一侧与弧形结构的升降鳍板1外外壁连接，增大了接触面，提高了抗冲击性能。

安装时，位于升降鳍板1两侧的两组楔块3相互对称，使其受到冲击碰撞时受力均衡，有利于分散冲击和碰撞时的力，达到保护升降鳍板1的目的。

使用时，当缓冲板41受到冲击或碰撞时，弹簧42对冲击力进行缓冲，多个弹簧42缓冲效果好，受力均衡。

使用时，位于升降鳍板1两侧的缓冲板41相互平行，有利于提高升降鳍板1在水中的稳定性。

使用时，缓冲板41的材质采用橡胶板，有利于减轻整体结构重量，进一步提高其稳定性。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。